Grundlagen und Entwicklung von stochastischen Modellen zur Beurteilung der Schädigung von Massivbrücken auf der Grundlage der Ergebnisse von Bauwerksüberprüfungen

Abstract

In zwei Beiträgen wird ein auf der Zuverlässigkeitstheorie basierendes probabilistisches Verfahren für eine schnelle Bewertung der Tragfähigkeit eines geschädigten Stahlbetonbrückenbauwerks vorgestellt. Es ersetzt keine statische Nachberechnung, unterstützt jedoch den Bauwerksprüfer noch während der Prüfung gemäß DIN 1076 und lässt eine schnelle Entscheidung über die Art und Weise einer ggf. erforderlichen Nutzungseinschränkung noch vor einer Nachberechnung zu. Mit dem Verfahren ist es möglich, eine verbesserte Bewertung über die Auswirkung von Schäden und Mängeln an Stahlbetonbrücken auf deren Tragfähigkeit im Rahmen einer handnahen visuellen Bauwerksprüfung zu erreichen. Teil 1 behandelt die Grundlagen des Verfahrens sowie die Entwicklung der veränderten stochastischen Material‐ und Geometrieparameter infolge Schädigung. In Teil 2 wird die Modellunsicherheit “Bauwerksprüfer” sowie das baupraktische Näherungsverfahren für eine Anwendung im Rahmen der RI‐EBW‐PRÜF vorgestellt.Basics and Development of Stochastic Models for a Structural Reliability Assessment of Reinforced Concrete Bridges on the Basis of the Results from Bridge InspectionA probabilistic method based on the reliability theory allows a quick assessment of the load bearing capacity of damaged reinforced concrete bridges. The aim is to support the bridge inspection engineer during the bridge inspection according to DIN 1076 and not to replace a static recalculation. It should allow a quick decision as to whether or not a restriction of the crossing traffic is necessary. With this method it is possible to achieve a better assessment of the influence of damages on reinforced concrete bridges which are seen in a visual bridge inspection. Part 1 of the two papers describes the basics of the methodology and shows the development of the stochastic models for the material and geometry parameters which have changed as a result of damage. In Part 2 the model uncertainty for the bridge inspector and the practical use in accordance with the RI‐EBW‐PRÜF are shown.

Ist der Vergleich von Einsturzhäufigkeiten und Versagenswahrscheinlichkeiten sinnvoll?

“…Die Bemessung von Brücken erfolgt heute basierend auf semiprobabilistischen Sicherheitskonzepten. Für die Lebenszyklusbewertungen von Brücken sind probabilistische Rechnungen heute Stand von Wissenschaft und Technik .…”

Ergebnisse und Erkenntnisse zu durchgeführten Nachrechnungen von Betonbrücken in Deutschland

“…Exemplarisch genannt sind an dieser Stelle probabilistische Berechnungsverfahren [31,32] und ein Nachweisformat speziell für vorgespannte Bauwerke basierend auf den Ausführungen von LEONHARDT [33]. Es existiert zusätzlich zu den im Folgenden kurz dargestellten Verfahren eine Vielzahl alternativer Nachweisformate, welche hier nicht umfassend aufgeführt sind.…”

Entwicklung eines baupraktischen Näherungsverfahrens zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von Massivbrücken auf der Grundlage der Ergebnisse von Bauwerksüberprüfungen

“…Mit den normierten Grenzzustandsfunktionen kann nunmehr im Rahmen einer probabilistischen Berechnung der Zuverlässigkeitsindex β allgemeingültig, d. h. von Baustoffeigenschaften und von der Geometrie unabhängig, für ein Querschnittsversagen eines Stahlbetonbauteils berechnet werden. Die Diagramme sind dabei stets in Abhängigkeit von den in Teil 1 des Beitrages [11] entwickelten Schadenskategorien und den damit zugrunde liegen- Fig. 3.…”

“…3. Reliability index β depending on parameters D M and μ M according to equations (11) and (12) for the load ratio ρ GM = 0.6 for the ultimate limit state of the bending moment without normal force and without compressive reinforcement (10) of a reinforced concrete cross section for damage category 0, that is no damage in all categories Fig. 4.…”

“…Die Diagramme sind jedoch nur stets für die gewählten stochastischen Modelle der einzelnen Basisvariablen sowie für das gewählte Lastverhältnis ρ G und den jeweiligen betrachteten Grenzzustand gültig. Für die Beurteilung der Schädigungen an einem Stahlbetonbrückenbauwerk wurde die neue Schadensbewertung "Standsicherheit" gemäß Tabelle 5 aus Teil 1 des Beitrages [11] eingeführt. Die jeweiligen Schadenskategorien der Schadensbilder der Abplatzungen, der Betonkorrosion und der Betonstahlkorrosion haben jeweils einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Bauwerks.…”